Практическая работа № 2 Тема: «Решение задач на определение последовательности порме и в случае изменения последовательности нуклеотидов, аминокислот в нуклеотидов ДНК» решать…
Практическая работа № 2 Тема: «Решение задач на определение последовательности порме и в случае изменения последовательности нуклеотидов, аминокислот в нуклеотидов ДНК» решать задачи на (Время проведения- 2 часа) Цель: закрепить знания о структуре нуклеиновых кислот, научиться определение последовательности нуклеотидов ДНК Ход работы: 1.Изучите теоретическую часть 2.Выполните задания практической части 2.2.1 Краткие теоретические сведения Молекулы РНК. как правило, представляют собой одноцепочечные незамкнутые полимеры. построенные из мономеров - нуклеотидов. Число рибонуклеотидов в молекуле может быть от нескольких десятков до десяти тысяч. Строение нуклеотидов РНК: - 5-углеродный сахарид рибоза; - одно из азотистых оснований: А(аденин).Г(гуанин). Ц(цитозин). У(уроцил): - остаток фосфорной кислоты С химической точки зрения ДНК -- это длинная полимерная молекула, состоящая из повторяющихся блоков - нуклеотидов. оснований: А(аденин). Г(гуанин). Ц(цитозин). Т(тимин): - остаток фосфорной кислоты. Строение нуклеотидов ДНК - 5-углеродный сахарид дезоксирибоза; - одно из азотистых 1950 году американский ученый Э.Чаргафф установил: А Т. Ц. А + Г Т + Ц (правило Чаргаффа) Это открытие явилось ключевым к выяснению структуры ДНК. В 1953 году английские ученые Д.Уотсон и Ф.Крик предложили модель пространственной структуры ДНК. Они показали: А - ТТ - А комплементарные пары 1 Ц Ц - Г комплементарные нити Молекула ДНК состоит из двух цепей, поэтому её длина равна длине одной цепи, а каждый нуклеотид в ней занимает 0.34 нм. Молекулярная масса одного нуклеотида - 345 г/моль. Молекула ДНК строится комплементарно молекуле и-РНК. Сочетание трех нуклеотидов ДНК (триплет) кодирует аминокислоту белка (генетический код). 2.2.2 Порядок выполнения работ Задание 1. Решить задачи на установление последовательности нуклеотидов в ДНК, и-РНК Участок цепи молекулы ДНК имеет последовательность нуклеотидов: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г. Запишите последовательность нуклеотидов и-РНК. Дано: ДНК Ц-Т-А-А- Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т- Г- А- Г Решение: 2) Участок цепи молекулы и-РНК имеет последовательность нуклеотидов ЦГГА У ГА У У ЦА ГА У ГУ А У ЦА ЦУ Ц. Составить молекулу ДНК. Дано: и-РНКЦГГА УГА У У ЦАГАУГУ АУЦАЦУЦ Рещение: Задание 2. Решить задачи на вычисление количества нуклеотидов, их процентное соотношение в цепи ДНК, и-РНК l) В одной молекуле ДНК нуклеотидов с тимином Т -22% . Определите процентное содержание нуклеотидов с А. Г. Ц по отдельности в этой молекуле ДНК. Дано: Т -22% Найти: % А. Г. Ц Решение: согласно правилу Чаргаффа А+Г - Т+Ц, все нуклеотиды в ДНК составляют 100%. 2) Сколько содержится нуклеотидов А, Т. Г. во фрагменте молекулы ДНК, если в нем обнаружено 1500 нуклеотидов Ц, что составляет 30% от общего количества нуклеотидов в этом фрагменте ДНК? Дано: Ц- 30% =1500 нуклеотидов Найти: количество нуклеотидов А. Т. Г Решение: Заданне 3. Решить задачи на определение длины ДНК. и-РНК Участок молекулы ДНК состоит из 60 пар нуклеотидов. Определите длину этого участка (расстояние между нуклеотидами в ДНК составляет 0, 34 нм) Дано: 60 пар нуклеотидов. Найти: длину участка Решение:
Практическая работа по молекулярной биологии
В этой практике мы решим несколько задач, связанных с определением последовательности нуклеотидов в ДНК и и-РНК, вычислением процентного соотношения нуклеотидов и определением длины молекулы ДНК.
Задание 1: Определение последовательности нуклеотидов
1.1. Последовательность и-РНК.
Дано:
Последовательность нуклеотидов в ДНК: Ц-Т-А-А-Ц-Ц-А-Т-А-Г-Т-Т-Г-А-Г.
Чтобы найти последовательность нуклеотидов в и-РНК, нужно учесть комплементарные пары, где:
- А (аденин) связывается с У (уроцил) в и-РНК
- Т (тимин) связывается с А (аденин)
- Г (гуанин) связывается с Ц (цитозин)
- Ц (цитозин) связывается с Г (гуанин)
Решение:
Для каждой пары:
- Ц → Г
- Т → А
- А → У
- Ц → Г
- Ц → Г
- А → У
- Т → А
- А → У
- Г → Ц
- Т → А
- Т → А
- Г → Ц
- А → У
- Г → Ц
Таким образом, последовательность нуклеотидов и-РНК будет:
Г-А-У-У-Г-Г-У-А-У-Ц-А-А-А-Ц-У.
1.2. Определение последовательности ДНК по и-РНК.
Дано:
Последовательность и-РНК: ЦГГА УГА У УЦАГА УГУ АУ ЦА ЦУ Ц.
Для этого применим те же правила комплементарности, но в противоположном направлении:
- Ц → Г
- Г → Ц
- У → А
- А → Т
Решение:
Для каждой пары:
- Ц → Г
- Г → Ц
- Г → Ц
- А → Т
- У → А
- У → А
- Ц → Г
- А → Т
- Г → Ц
- А → Т
- У → А
- Г → Ц
- У → А
- Т → А
- Ц → Г
Таким образом, последовательность нуклеотидов ДНК будет:
ГЦЦТ АТЦ ТТГЦТ АТТ ГА ГА Г.
Задание 2: Процентное соотношение нуклеотидов
2.1. Процентное содержание нуклеотидов в ДНК.
Дано: Т = 22%.
Согласно правилу Чаргаффа, мы знаем, что:
А + Г = Т + Ц.
Все нуклеотиды в ДНК составляют 100%, а значит:
А + Г + Ц + Т = 100%.
Подставим известные значения:
А + Г + Ц + 22% = 100%.
Следовательно,
А + Г + Ц = 78%.
По правилу Чаргаффа, мы знаем, что:
A = T и G = C.
Тогда можно выразить:
A = T = x и G = Ц = y.
Система уравнений:
x + y + 22% = 78%.
2x + 2y = 78%
x + y = 39%.
Таким образом,
- А = 39%/2 = 19.5%
- Г = 39%/2 = 19.5%
- Ц = 39%/2 = 19.5%.
Ответ:
- А = 19.5%
- Г = 19.5%
- Ц = 39%.
2.2. Количество нуклеотидов А, Т, Г в ДНК.
Дано: Ц = 30% = 1500 нуклеотидов.
Если Ц составляет 30% от общего количества нуклеотидов (N):
0.30N = 1500
N = 1500 / 0.30
N = 5000 нуклеотидов.
Согласно правилу Чаргаффа:
А + Г = Т + Ц
А + Г = Т + 1500.
Если мы применим правило равновесия, мы получим, что:
А = Т.
Следовательно,
А + (5000 - 1500 - А) = 1500.
3A = 1500 → A = 500.
То есть:
- А = 500 нуклеотидов
- Т = 500 нуклеотидов
- Г = 2000 нуклеотидов.
Задание 3: Определение длины ДНК.
Дано: количество пар нуклеотидов = 60.
Каждая пара нуклеотидов занимает расстояние 0,34 нм.
Решение:
Длина участка ДНК = количество пар нуклеотидов × расстояние между парами.
Длина = 60 × 0,34 нм = 20,4 нм.
Заключение
Эти задания помогают углубить понимание термодинамики молекул ДНК и и-РНК, а также применить правила комплементарности, что является основой молекулярной биологии.
